بیوتکنولوژی و مهندسی شیمی

کلمات کلیدی: بیوتکنولوژی، ارتباط بیوتکنولوژی و مهندسی شیمی، کاربردها، جنبه های مشترک

صحبت درباره بیوتکنولوژی و شناخت آن به عنوان یک عرصه هر چند جوان اما گسترده علم، نیازمند بحث طولانی و دقیق می باشد که در صورت امکان و در فرصتهای بعد به آن پرداخته خواهد شد. در اینجا صرفاّ با بیان تعاریفی از آن و بحث اجمالی در باره توانایی های آن سعی می شود به نقش مهندسی شیمی در این عرصه و همچنین نقش بیوتکنولوژی به عنوان یکی از زمینه های اصلی مهندسی شیمی در آینده نه چندان دور پرداخته شود و این دو رشته تخصصی در تعامل با یکدیگر مورد بررسی قرارگیرند.

بیو تکنولوژی (Biotechnology) ، یک کلمه مرکب است که از دو کلمهBio و Technology تشکیل شده است. Bio به معنای حیات به کارمی رود.برای Technolgy نیز تعارف گوناگونی وجود دارد از جمله:
« تکنولوژی ، عالیترین دستاورد عینیت و ذهنیت بشری است.»
و یا « تکنولوژی ، تبلور کار انسان در ابزا ر است.»

در جستجوی تعریف بیوتکنولوژی به سادگی می توان به تعارف بالا مراجعه کرده و به صورت خلاصه ترجمه زیر را برای لغت بیوتکنولوژی ارائه داد: « صنایع زیستی »
اما صنایع زیستی به چه معناست و چه کاربردها و چه توانایی هایی دارد؟ به این منظور به چند تعریف گوناگون که برای این عرصه علمی ارائه شده است اشاره می شود:
«بیوتکنولوژی یا صنایع زیستی عبارت از مجوعه فنونی است که با یاری گرفتن از جانداران به ویژه میکروبها و تک سلولها( سلولهای جانوری، گیاهی ، انگلها، باکتریها، قارچهاو مخمرها) محصولات متنوعی در ارتباط با علوم پزشکی ، کشاورزی و صنایع تولید می کند.»

با توجه به اینکه بحث حاضر مربوط به ارتباط بین بیوتکنولوژی و مهندسی شیمی است بیش از این در مورد جزئیات فراوانی که در بیوتکنولوژی می تواند مطرح شود از جمله: چرایی بیوتکنولوژی ، علت توجه روز افزون به آن، علت استفاده از موجودات زنده و مسائل بیشمار دیگر بحث نکرده وبه مساله اصلی پرداخته می شود. بدین منظور ابتدا به صوت اجمالی به کاربردها و ویژگی ها بیوتکنولوژی می پردازیم:

-تولید فرآورده های غذایی
-تولید آنزیم های گوناگون با کاربرد در صنایع غذایی و دارویی
-تولید انرژی
-تولید فرآورده های ویژه دارویی ( آنتی بیوتیکها و پروتئینها) که از طرق عادی امکان تولید آنها میسر نیست.
-تصفیه بیولوژیکی آبهای آلوده و پسابها
-استخراج فلزات و مواد کانی ارزشمند و…

همان طور که مشخص است، بیوتکنولوژی به مانند مهندسی شیمی دارای کاربردهای فراوان و اکثراّ در زمینه هایی مشترک با آن می باشد.

از این طریق می توان به ارتباط موجود بین این دو رشته پی برد. هدف این دو تخصص در نهایت تولید یک فرآورده است. تفاوت در اینجاست که در مهندسی شیمی کلاسیک، موجودات زنده نقشی نداشته و در مهندسی بیوتکنولوژی، این موجودات نقش اساسی دارند. بدین ترتیب می توان بیوتکنولوژی را به عنوان مسیر ارتباطی بین تکنولوژی بدون حیات به تکنولوژی وابسته به حیات معرفی کرد.

«بیوتکنولوژی بکار گیری فرآیندها و تبدیلات بیولوژیکی در مقیاس صنعتی جهت تولید مواد بیوشیمیایی یا تسهیل تولید فرآورده های مختلف می باشد.»

تا اینجا با تعریف بیوتکنولوژی به ارتباط دو رشته تخصصی مهندسی شیمی و بیوتکنولوژی به صورت اجمالی پرداخته شد در قسمت بعد به نقش مهندسی شیمی در بیوتکنولوژی پرداخته می شود.

یک ماده در فرایندهای بیوتکنولوژی نیز به مانند هر فرآورده دیگر مستلزم گذشتن از مراحل گوناگونی می باشد. مانند مرحله پژوهش آزمایشگاهی و تحقیقاتی، تولید یک ماده در آزمایشگاه، تولید نیمه صنعتی یک فرآورده و بررسی فاکتورهای عملیاتی و اقتصادی و درنهایت تولید صنعتی. به غیر از مرحله اول که مربوط به متخصصان علوم زیستی مانند زیست شناسی، میکروب شناسی بیوشیمی و مهندسی ژنتیک است، در قسمتهای بعدی که مربوط به کارهای صنعتی است، نیازمبرم به مهندسی شیمی و تخصص آن احساس می شود. طراحی فرآیندها و دستگاههای لازم در فرآیند بیولوژیکی که توانایی ایجاد شرایط برای تولید بهینه از نظر اقتصادی و کیفی داشته باشد از وظایف اصلی یک مهندس شیمی مسلط به اصول بیوتکنولوژی می باشد. همچنین طراحی فرآیندهایی مانند جداسازی و خالص سازی از وظایف اصلی یک مهندس شیمی می باشد و اینها همه بیانگر نقش اساسی مهندسی شیمی در تولید فرآورده های بیولوژیکی می باشد.

بحث در این مورد به صورت خاص بسیار طولانی و تخصصی می تواند باشد که از حوصله این گفتار خارج است و در فرصتهای بعدی تا حد امکان به آن پرداخته خواهد شد.

در نهایت و به عنوان نتیجه بحث می توان چنین بیان داشت که مهندسی بیوتکنولوژی با توجه به قابلیتهای فراوانی که دارد از جمله پائین بودن هزینه های تولید در آن، عدم ایجاد آلودگی و همچنین امکان ایجاد در نقاط مختلف کره زمین این قابلیت را دارد که بعضی بحرانهای موجود در دنیای امروز را تا حدودی برطرف کند و یا از بین ببرد.

» نویسنده: نیما ابطحی (دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی)

» منابع:
1 .  فرهنگ اصطلاحات مهندسی شیمی، گروه مهندسی شیمی ، جهاد دانشگاهی صنعتی شریف
2 . «بیوتکنولوژی جهان آینده را تغییر خواهد داد. »،کیمیا، سال سوم شماره 8 ، مهر 1369
3 . «بیوتکنولوژی ، آینده جهان و موقعیت ما»، کیمیا سال سوم شماره 8 ، مهر 1369
4 .  معظمی ، نسرین- شجاع الساداتی ، عباس ، مقدمه ای بر بیو تکنولوژی ، انتشارات دانشگاه تربیت مدرس.